Устройство для создания переменного магнитного и электрического полей

Устройство для создания переменного магнитного и электрического полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к генерированию электромагнитных полей для исследований их воздействия на биоорганизмы.

Электромагнитные поля создаются большинством электрических машин, аппаратуры и оборудования и оказывают воздействие на человека и на другие живые организмы.

Известно воздействие на человека и на другие живые организмы электромагнитного поля, создаваемого, например, электродвигателем переменного тока АОМ-32-4 (Авдеев М.М. и др. Электропоезда переменного тока. - М.: Транспорт, 1973, с. 139), содержащим герметичный корпус, внутри которого закреплен статор, имеющий обмотки, внутрь которого вставлен короткозамкнутый ротор с лопастями охлаждения, установленный на валу, закрепленном в подшипниках корпуса.

Известно воздействие на человека и на другие живые организмы электромагнитного поля, создаваемого, например, генератором типа 37.3701 (Вершигора В.А. и др. Автомобиль ВА3-2108. - М.: ДОСААФ, 1986, с. 195), содержащим, в частности, статор с обмоткой, якорь, включающий ротор и обмотку возбуждения, шкив, щеточные узлы, подшипниковые узлы.

Но образование данных электромагнитных полей является сопутствующим фактором работы этих устройств. Параметры полей определяются рабочим напряжением, конструкцией и геометрией устройств, классом и состоянием изоляции. И искусственно изменять или регулировать эти параметры каким-либо образом не представляется возможным.

Задачей предлагаемого технического решения является создание переносного устройства для генерирования электромагнитных полей с заданными параметрами этих полей, для исследования их воздействия на биоорганизмы.

Решение указанной технической задачи достигается тем, что устройство содержит две электрические цепи.

Сущность изобретения заключается в том, что оно содержит две электрические цепи, первая из которых включает генератор переменного напряжения, который входом подключен к сети напряжением 220 B и выходом соединен с одним из входов усилителя переменного напряжения, снабженного встроенным реостатом, при этом усилитель переменного напряжения вторым входом подключен через выключатель к сети напряжением 220 B и выходом соединен через амперметр с обмоткой соленоида, вторая электрическая цепь включает высоковольтный источник переменного напряжения, который входом подключен через выключатель к выходу лабораторного автотрансформатора, причем лабораторный автотрансформатор входом подключен к сети напряжением 220 B, при этом высоковольтный источник переменного напряжения имеет два выхода, одним из которых подключен к металлическим пластинам, встроенным в соленоид, причем клеммы подключения пластин снабжены резисторами, а другим выходом - к вольтметру переменного напряжения, причем максимальное напряжение на входе высоковольтного источника переменного напряжения может составлять 240 B.

На фиг. 1 представлена схема устройства для создания переменного магнитного и электрического полей, на фиг. 2 изображено взаимное расположение витков обмотки соленоида и металлических пластин, встроенных в соленоид, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - то же, вид сбоку.

На фиг. 1 представлена схема устройства для создания переменного магнитного и электрического полей, включающая генератор переменного напряжения 1, усилитель переменного напряжения 2, амперметр переменного тока 3, соленоид 4, лабораторный автотрансформатор 5, высоковольтный источник переменного напряжения 6, вольтметр переменного напряжения 7, металлические пластины 8, сеть 9 напряжением 220 B, выключатель 10, выключатель 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

С помощью генератора переменного напряжения 1, подключенного к сети 9 напряжением 220 B, осуществляется получение переменного напряжения заданной формы и частоты. Сигнал с генератора переменного напряжения 1 подается на один из входов усилителя переменного напряжения 2, который вторым входом через выключатель 10 подключен к сети 9 напряжением 220 B. К выходу усилителя переменного напряжения 2 через амперметр переменного тока 3 подключена обмотка соленоида 4. Таким образом, в обмотке соленоида 4 протекает ток заданной величины, который приводит к образованию переменного магнитного поля внутри соленоида 4. Величина тока определяют с помощью амперметра переменного тока 3.

Необходимую величину тока в обмотке соленоида определяют по соотношению I=Н/n, которое получается из соотношения Н=I·n (Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. - М.: Наука, 1985, с. 290), где Н - напряженность переменного магнитного поля внутри соленоида, A/м, I - ток в обмотке соленоида, A, n - число витков обмотки, приходящихся на единицу длины соленоида, n=N/1, где N - полное число витков соленоида, 1 - длина соленоида, м.

Регулирование тока производится с помощью изменения напряжения на выходе генератора переменного напряжения 1, а также с помощью переменного реостата, встроенного в усилитель переменного напряжения 2.

Для получения электрического поля служит высоковольтный источник переменного напряжения 6, который входом подключен через выключатель 11 к выходу лабораторного автотрансформатора 5. Лабораторный автотрансформатор 5 входом подключен к сети 9 напряжением 220 B. С помощью лабораторного автотрансформатора 5 осуществляют регулирование напряжения на входе высоковольтного источника переменного напряжения 6. Высоковольтный источник переменного напряжения 6 имеет два выхода, одним из которых подключен к металлическим пластинам 8, а другим - к вольтметру переменного напряжения 7, с помощью которого измеряют напряжение на выходе высоковольтного источника переменного напряжения 6. При подаче напряжения на металлические пластины 8 в пространстве между ними образуется электрическое поле.

Необходимое значение напряжения на выходе высоковольтного источника переменного напряжения определяют по соотношению U=E/d, которое получатся из соотношения Е=U/d (Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. - М: Наука, 1985, с. 69), где Е - напряженность электрического поля в пространстве между металлическими пластинами, В/м; U - напряжение на выходе высоковольтного источника переменного напряжения, B; d - расстояние между металлическими пластинами, м.

Высоковольтный источник переменного напряжения 6 содержит клеммы (на схеме не представлены) для подключения вольтметра переменного напряжения 7 и металлических пластин 8. Для повышения безопасности работы клеммы подключения металлических пластин 8 соединены с высоковольтным источником переменного напряжения 6 через резисторы (на схеме не представлены).

Максимально допустимое напряжение на входе высоковольтного источника переменного напряжения 6, подаваемое с лабораторного автотрансформатора 5, равно 240 B.

Металлические пластины 8 размещены внутри соленоида 4 таким образом, что переменное магнитное поле, создаваемое обмоткой соленоида 4, и электрическое поле, создаваемое между металлическими пластинами 8, совпадают или пересекаются в своей большей части, создавая в этой области пространства электромагнитное поле с заданными параметрами.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет генерировать как электрическое поле, так и переменное магнитное поле, а также электромагнитное поле, задавать необходимые параметры этих полей в зависимости от исследуемых биоорганизмов, является мобильным и может быть подключено к сети переменного тока напряжением 220 B.

Устройство для создания переменного магнитного и электрического полей, отличающееся тем, что оно содержит две электрические цепи, первая из которых включает генератор переменного напряжения, который входом подключен к сети напряжением 220 В и выходом соединен с одним из входов усилителя переменного напряжения, снабженного встроенным реостатом, при этом усилитель переменного напряжения вторым входом подключен через выключатель к сети напряжением 220 В и выходом соединен через амперметр с обмоткой соленоида, вторая электрическая цепь включает высоковольтный источник переменного напряжения, который входом подключен через выключатель к выходу лабораторного автотрансформатора, причем лабораторный автотрансформатор входом подключен к сети напряжением 220 В, при этом высоковольтный источник переменного напряжения имеет два выхода, одним из которых подключен к металлическим пластинам, встроенным в соленоид, причем клеммы подключения пластин снабжены резисторами, а другим выходом - к вольтметру переменного напряжения, причем максимальное напряжение на входе высоковольтного источника переменного напряжения может составлять 240 В.